\begin{flashcard}[Prozesszustände und Zustandsmodelle]{Warum existieren Prozesszustände? Gehen Sie speziell auf die Prozesszustände "bereit" und "blockiert" ein.}
Ein Rechner kann nicht unendlich viele Prozesse gleichzeitig laufen lassen und muss diese planen. Die Prozesszustände helfen zu unterscheiden, welche Prozesse gerade tätig sind, welche warten und welche beendet sind.
\begin{flashcard}[Prozesszustände und Zustandsmodelle]{Welches sind die in praktisch jedem Betriebssystem implementierten (grundlegenden) Prozesszustände?}
\begin{flashcard}[Prozesszustände und Zustandsmodelle]{Nennen Sie Gründe für die Einführung weiterer Prozesszustände. Welche weiteren Prozesszustände sind Ihnen bekannt?}
Prozesse können ausgelagert (besitzt temp. keinen Arbeitsspeicher) oder temporär stillgelegt werden (benötigen keinen Prozessor) z.B. bereit/suspendiert oder blockiert/suspendiert
das 3/5 Modell ist Grundlegend zur Übersicht über Zustände (frisch, bereit, aktiv, blockiert, beendet) und das 7er Modell erweitert das 3/5 Modell um bereit/suspendiert und blockiert/suspendiert.
\begin{flashcard}[Prozesszustände und Zustandsmodelle]{Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Prozesszuständen, Zustandsmodellen und der Automatentheorie?}
Prozesszustände in Zustandsmodellen können, wie bei Automaten, nur bestimmte Pfade gehen bzw zu einem anderen Zustand wechseln. z.B. frisch nur zu bereit; aktiv entweder beendet oder blockiert
Problem: Anzahl der Threads $>>$ Anzahl der Prozessoren $\rightarrow$ nicht alle können gleichzeitig rechnen $\rightarrow$ eine Auswahl muss getroffen werden $\rightarrow$ Auswahlstrategie: Schedulingalgorithmen
Scheduler prüfen neue Threads, Abarbeitung und Freiwerden; greifen in die abarbeitungsreihenfolge ein. Versuchen eine geringe Last mit hohem Nutzen zu bringen
Wechsel zwischen Stackkontext, Prozessorregister und floating point Units und evtl. Speicherlayout. Kopieren der Kontexte. Starke Auswirkungen auf Performanz \& Reaktivität.
Die Last kann darin bestehen, dass Funktionen sehr schnell hintereinander ausgeführt werden, oder dass parallele Aktivitäten von virtuellen Benutzern (Multiuser, vUser) ausgeführt werden.
\begin{flashcard}[Last und Lastmuster]{Welcher mögliche Zusammenhang existiert zwischen verschiedenen Lastmustern und verschiedenen Schedulingstrategien?}
\begin{flashcard}[Batch-Systeme, Interaktive Systeme und Echtzeitsysteme]{Nennen Sie geeignete Scheduling-Strategien für Batch Systeme und charakterisieren Sie diese.}
\begin{description}
\item[First Come First Serve] in Reihenfolge wie Rechenbereit, Threads arbeiten bis warten, extrem einfach, guter Durchsatz
\item[Shortest Remaining Time Next] vorr. kürzeste Restrechenzeit-Thread zuerst; Threads können verdrängt werden (Präemtpiv); extrem einfach; bevorzugt kurze Prozesse; geringes Wissen notwendig; längere Prozesse verhungern; mehr Threadwechsel
\end{description}
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Batch-Systeme, Interaktive Systeme und Echtzeitsysteme]{Nennen Sie geeignete Scheduling-Strategien für Interaktive Systeme und charakterisieren Sie diese.}
\begin{description}
\item[Round Robin] jeder Thread gleichen Teil der Zeitscheibe; einfach und effizient, schnelle Entscheidungen
\item[Round Robin + Prioritäten] Threads erhalten indiv. Prioritäten; Threads höchster Priorität erhalten Prozessor; zwischen gleichen Prioritäten Round Robin
\end{description}
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Batch-Systeme, Interaktive Systeme und Echtzeitsysteme]{Nennen Sie geeignete Scheduling-Strategien für Echtzeit Systeme und charakterisieren Sie diese.}
\begin{description}
\item[Earliest Deadline First] dynamische Prioritäten; kaussale und zeitliche Unabhängigkeit der Threads
\item[Rate monotonic Schedule] Thread mit kürzester Periodendauer zuerst; statische Prioritäten; periodische Threads; kausale und zeitliche Unabhängigkeit der Threads
\begin{flashcard}[Privilegierungsebenen]{Wie wirkt sich die Ausführung einer Aktivität in einer bestimmten Privilegierungsebene auf deren Arbeitsweise aus?}
Es gibt Ressourcen, die als ganzes oder bzgl. einzelner Operationen nur exklusiv, d.h. zu einem Zeitpunkt nur durch einen einzigen Thread nutzbar sind.
Es gibt Ressourcen, die als ganzes oder bzgl. einzelner Operationen nur exklusiv, d.h. zu einem Zeitpunkt nur durch einen einzigen Thread nutzbar sind. Die Race conditions werden durch solche exklusiven Ressourcen beschränkt.
Zusammenfassung von Daten, darauf definierten Operationen, der Zugriffssynchronisation zu einem abstrakten Datentyp, dessen Operationen wechselseitigen Ausschuss garantieren
\begin{flashcard}[Transaktionaler Speicher]{Verbirgt sich hinter diesem Konzept eine pessimistische oder eine optimistische Herangehensweise an die Synchronisationsproblematik - und warum?}
\begin{flashcard}[Botschaften und botschaftenbasierte Kommunikation]{Unter welchen Bedingungen muss botschaftenbasierte Kommunikation zur Anwendung kommen?}
\begin{flashcard}[Botschaften und botschaftenbasierte Kommunikation]{Charakterisieren Sie die 2 elementaren Methoden zur Realisierung botschaftenbasierter Kommunikation!}
\begin{flashcard}[Fernaufrufe]{Warum wird unter den entsprechenden Bedingungen nicht alle Kommunikation über Botschaften abgewickelt – was ist das Besondere an den stattdessen auch verwendeten Prozedurfernaufrufen bzw. Methodenfernaufrufen?}
Problem:
\begin{itemize}
\item Datenmodell des send/receive-Modells: Zeichenfolge $\rightarrow$ sehr primitiv
\item gewohnte Datenmodelle, Signaturen
\end{itemize}
Idee: Anpassung eines anwendungsnahen, unkomplizierten, vertrauten \\Kommunikationsmodells an die Eigenschaften verteilter Systeme
\begin{flashcard}[Systemaufrufe]{Welche Beispiele von Systemaufrufen sind Ihnen bekannt? – Wozu dienen diese jeweils?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Systemaufrufe]{Warum realisieren Systemaufrufe keinen direkten Einsprung in den Betriebssystemkern?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Systemaufrufe]{Mit welchen Problemen muss bei der Realisierung von Systemaufrufen umgegangen werden – und wie sehen die Lösungen aus?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Ereignisse und Ereignismanagement]{Welche Dinge sind im Betriebssystemkontext Ereignisse?}
Der Arbeitsspeicher sollte parallele, potentiell fehlerhafte/ unfreundliche Prozesse isolieren können. Er muss auch eine gewisse Größe besitzen, damit er auch große Prozesse bearbeiten kann. + Struktur + Typisierung
Das Layout des physischen Arbeitsspeichers der 60er Jahre hatte zwar einfaches Speichermanagement und parallele Prozesse als Merkmale.
Dies wurde aber bezahlt mit Verletzbarkeit (Zugriff auf Speicherbereiche fremder Prozesse), Enge (weniger Raum für einzelne Prozesse) und Komplexität. Das Wachsen von Prozessen wurde problematisch. Außerdem gab es keine feste Startadresse, weshalb Code- oder Datenadressen erzeugt werden mussten.\\
Lösung: Relokation
\begin{itemize}
\item Platzieren eines Prozesses an beliebige Speicheradresse
\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Verfahren der Speicherverwaltung werden als Realspeicherverwaltung (im Gegensatz zu virtueller Speicherverwaltung) bezeichnet?}
\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welches sind Grundidee und Zweck des virtuellen Speichers? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie wird virtueller Speicher implementiert? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Rolle spielt dabei eine Memory Management Unit (MMU)? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was versteht man unter "virtueller Speicher" und "virtuelles Speichermanagement"? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was versteht man ganz allgemein unter einem Adressraum? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Erklären Sie die Begriffe "Adressraum eines Prozesses", "physischer Adressraum" und "virtueller Adressraum" in ausreichender Tiefe. }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welchem Zweck dient die genannte Abbildung $vm_p$? }
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\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Warum wird für jeden virtuellen Adressraum eine individuelle Abbildung benötigt?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Aus welchem Grund gibt es unbenutzte bzw. undefinierte Adressbereiche? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wieso realisiert vm p nur eine partielle Abbildung des virtuellen in den physischen Adressraum? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Durch welchen Effekt wird durch vm p die Isolation verschiedener virtueller Adressräume erreicht? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Warum kann es Ausnahmen von dieser Isolation geben – und was soll hierdurch ermöglicht werden? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Aufgaben hat eine MMU? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Könnten die Aufgaben einer MMU auch ohne eine solche gelöst werden – und welche Nachteile hätte dies gegebenenfalls?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was versteht man jeweils unter "Seite" (page) und Seitenrahmen (page frame) im Kontext der virtuellen Speicherverwaltung? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Aufgaben hat die Seiten(abbildungs)tabelle? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Struktur hat ein Seitentabelleneintrag?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Problemfelder existieren bei der virtuellen Speicherverwaltung (VMM)?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Lösungsmöglichkeiten existieren für die Probleme 1 bis 3?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was ist unter einem Seitenfehler zu verstehen – und wie kommt ein solcher zustande? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was ist ein Seitenfehler-Interrupt – und welchem Zweck dient er? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Aufgaben lösen jeweils die Hardware bzw. die Software im Zusammenhang mit einem Seitenfehler-Interrupt?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was ist der Translation Look-aside Buffer und welche Funktion hat er? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was ist bei der Verwaltung (Management) des TLB zu beachten? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche prinzipielle Frage stellt sich bei den Seitenaustausch-Algorithmen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was versteht man unter der optimalen Seitenaustausch-Strategie – und warum wendet man diese aber nicht an?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Worin besteht die Grundannahme bei der First-In-First-Out-Strategie und was ist von dieser zu halten? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Vorteile besitzt sie trotzdem? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wodurch verbessert die Second-Chance-Strategie die FIFO-Strategie?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Vor- und Nachteile besitzt die Second-Chance-Strategie? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie unterscheidet sich die Grundannahme der LRU-Strategie von derder Second-Chance-Strategie?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Warum sind die Voraussetzungen zur Realisierung von LRU "teuer" – und wie sehen tatsächliche technische Realisierungen aus? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Komponenten eines Seitentabelleneintrags sind für die technischen Realisierungen von LRU erforderlich?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Was versteht man unter dem Working Set ("Arbeitsmenge") eines Prozesses?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Von welcher Grundannahme geht die Working-Set-Strategie aus – und welcher Typ von Seiten sind hier Auslagerungskandidaten? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie ist die Arbeitsmenge eines Prozesses definiert? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Komponenten eines Seitentabelleneintrags sind zu einer technischen Realisierung der Working-Set-Strategie erforderlich? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie ist die Working-Set-Strategie einzuschätzen (Bewertung)? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie funktioniert die WSClock-Strategie?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche (schon vorher bekannten) Ideen wurden für die WSClock verwendet? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Welche Probleme werden mittels Segmentierung gelöst?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Speichermanagement]{Wie funktioniert Segmentierung mit Paging – und wozu ist diese Verfahrensweise gut?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Wozu werden Dateien benutzt?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Wie ist eine Datei definiert? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Welche wichtigen Eigenschaften sollten Dateien haben – und warum?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Welche Aufgabe haben Dateimodelle?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Wodurch unterscheiden sich verschiedene Dateimodelle? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Wozu werden (symbolische) Dateinamen benutzt?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Welche Transparenzeigenschaften können durch die Gestaltung der Dateinamen ausgedrückt werden? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Was ist ein hierarchischer Namensraum und welche Vorteil hat er?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Dateisysteme]{Eigenschaft besitzt der hierarchischer Namensraum? }
\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Wie sind Sockets definiert?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{In welchem Zusammenhang werden Sockets benutzt?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Wie kann man sich Sockets – symbolisch gesehen – vorstellen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Warum treten Sockets immer paarweise auf?}
?
\end{flashcard}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Beschreiben Sie das durch Sockets implementierte Kommunikationsmodell. }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Wie und wozu sind Sockets konfigurierbar? }
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Nennen Sie Beispiele für räumlich verteilte Systeme (Hardware) und verteilte Dienste und Anwendungen (Software).}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Wozu dient das Socketframework des Betriebssystems?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[Netzwerkmanagement]{Aus welchen Ebenen (levels) besteht die Implementierung dieses Frameworks?}
\begin{flashcard}[E/A Systeme (Gerätetreiber)]{Welche Aufgaben erledigt ein Geräte-Treiber?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Gerätetreiber)]{Wie muss man sich seine Arbeitsweise vorstellen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Gerätetreiber)]{Welcher Zusammenhang besteht zwischen Geräte-Treibern und dem Interrupt-System?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Gerätetreiber)]{Warum sind die Geräte-Treiber der fehleranfälligste Teil der Betriebssystem-Software?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Geräte Register)]{In welcher Form werden Geräte-Register im Betriebssystem sichtbar?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (E/A-Adressraum)]{Wie kann man sich prinzipiell die E/A-Arbeitsweise bei Verwendung eines eigenen E/A-Adressraums vorstellen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Geräte Register)]{Welche Probleme existieren in diesem Zusammenhang?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Memory-Mapped-E/A)]{Wie funktioniert prinzipiell E/A unter Verwendung von Memory-Mapped-E/A?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Memory-Mapped-E/A)]{Was ist von dem hierbei implementierten Schutzkonzept – auch im Vergleich zu E/A-Adressräumen zu halten?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[E/A Systeme (Memory-Mapped-E/A)]{Was sind in diesem Zusammenhang "nicht-cachebare Seiten" und wodurch entstehen diese?}
\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme]{Welche Entwicklungen und Erkenntnisse der Betriebssystem-Forschung zeichnen aktuelle "High-End-Betriebssysteme" aus?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme]{Welche Ziele sind mit diesen "modernen" Entwicklungen verbunden – und warum ist dies wichtig und notwendig?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme]{Welche nichtfunktionalen Eigenschaften von Betriebssystemen sind für gesellschaftlich relevante Industriezweige und Einrichtungen von herausgehobener Bedeutung – und warum?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Sicherheit)]{Warum reichen die Sicherheitseigenschaften herkömmlicher Betriebssysteme für heutige Anforderungen nicht mehr aus – und was soll durch verbesserte Sicherheitseigenschaften erreicht werden?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Sicherheit)]{Durch welche Maßnahmen wird SELinux zu einem Beispiel eines "zeitgemäßen" Betriebssystem mit verbesserten Sicherheitseigenschaften?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Sicherheit)]{Wie kann man sich prinzipiell die Sicherheitspolitik von SELinux vorstellen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Sicherheit)]{Welche Rolle spielt der Security-Server bei SELinux?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Robustheit)]{Was ist unter Robustheit zu verstehen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Robustheit)]{Wodurch unterscheiden sich monolithische und Mikrokern-Architekturen von Betriebssystemen?}
?
\end{flashcard}
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\begin{flashcard}[High End Betriebssysteme (Robustheit)]{Durch welche prinzipiellen Gegebenheiten sind Mikrokern-Architekturen robuster als monolithische Betriebssystemarchitekturen?}
